[實用新型]微波毫米波汽車及室內通信天線

有效

• 申請號: 200920039530.1
• 申請日: 2009-04-15
• 公開（公告）號: CN201383548Y
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 洪偉;徐俊峰;湯紅軍;蒯振起
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01Q13/26
• 分類號: H01Q13/26
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本實用新型是一種新型漏波天線，可以被應用到微波毫米波汽車通信或者室內通信應用。所設計的半模基片集成波導漏波天線屬于微波天線制造的領域。

背景技術

漏波天線是一類重要的行波式天線。在毫米波頻段，基于微帶或共面波導的印刷漏波天線因為自身結構的開放性，存在損耗較大以及表面波模或寄生模式等問題。新興的基片集成波導這種平面導波結構將電磁波封閉在內部，因而可以有效地應用于毫米波頻段，具有易加工、低成本、低損耗、易與其它平面電路集成等優點。半模基片集成波導可以在保持原有基片集成波導性能的前提下，縮減近一半的面積。

本發明提出了基于半模基片集成波導的新型漏波天線。這種漏波天線具有準全向(圓錐形)輻射方向圖，適用于包括汽車通信和室內無線通信在內的毫米波頻段應用。半模基片集成波導漏波天線具有一定的特點和優點，比如損耗低，帶寬寬、結構緊湊、易于加工、易于和平面電路集成等優點，具有很高的實用價值。

發明內容

技術問題：本實用新型的目的是提出一種微波毫米波汽車及室內通信天線。該天線在結構上采用了減小寬度的半模基片集成波導作為漏波天線，具有體積小、結構緊湊等特點。采用了單層介質的結構，使得采用普通的雙面PCB工藝即可加工制作此漏波天線，便于大規模的生產。通過選取合適的介質基片厚度，采用半模基片集成波導設計的漏波天線具有準全向方向圖，適用于微波毫米波汽車通信及室內通信。

技術方案：本實用新型的微波毫米波汽車及室內通信天線采用寬度減小的漏波部分的半模基片集成波導以實現有效的漏波輻射；該天線在介質基片的底層完全覆蓋下金屬面，頂層覆蓋上金屬面，位于正常寬度的半模基片集成波導、寬度漸變的半模基片集成波導、漏波部分的半模基片集成波導一側的金屬化通孔連接上、下金屬層；為測試方便，輸入輸出端為50歐姆微帶。

工作在28GHz的半模基片集成波導漏波天線，采用通孔直徑為0.4mm的金屬化通孔3，0.8mm的通孔間距，0.508mm厚的介質材料。

本發明的微波毫米波汽車及室內通信天線是根據半模基片集成波導結構提出來的，可以采用單層雙面印刷電路板(PCB)工藝實現。半模基片集成波導是在在介質基片上，形成一排緊湊的金屬化通孔，當通孔間距足夠小的時候，電磁波從通孔間泄露的能量非常小，可以忽略不計。那么這排通孔可作為波導的側壁。介質基片上下表面覆蓋金屬層作為波導的寬壁。半模基片集成波導的開口面，經過減小寬高比等適當的設計，可以實現有效的漏波輻射。

在半模基片集成波導的兩端分別設有輸入端和輸出端，采用微帶轉接方式。適當減小半模基片集成波導的寬度，可以使天線的輻射性能得到增強。然而，天線的回波損耗比較差，這主要是由于減小寬度的半模基片集成波導和微帶不匹配造成的。因為減小后的半模基片集成波導寬度較小，直接匹配較困難。為改善匹配，采用一定長度的半模基片集成波導，形成寬度漸變過渡。漏波天線終端接匹配負載以吸收少量剩余能量。漏波部分長度越大，則輻射效率越高且波束越窄。在實際設計中，需要在所要求的天線電性能指標和可接受的天線尺寸之間進行折中。此外，去除一定的介質和金屬地同樣有利于天線輻射的效率。需要保證天線寬度，使其具有一定的機械強度。

有益效果：實用新型的微波毫米波汽車及室內通信天線有以下幾個優點：

1：)半模基片集成波導可以在保持原有基片集成波導性能的前提下，縮減近一半的面積。而半模基片集成波導漏波天線由于減小了寬高比，進一步壓縮了天線的面積，具有十分緊湊的結構，利于和其它平面電路的高度集成。

2：)這種半模基片集成波導漏波天線是在一塊單層介質基片上通過金屬化通孔連接雙層金屬表面而形成的新型平面導波結構。在PCB工藝里面對應的僅僅是單層板工藝，相對于多層PCB，制造成本低，同時便于大規模生產。

3：)這種半模基片集成波導漏波天線具有較低的損耗。這是由于這種漏波天線基于的半模基片集成波導結構所具有的優良特性，所以與微帶電路相比，它的Q值比較高，損耗比較低。

4：)這種半模基片集成波導漏波天線具有準全向輻射特性，有利于汽車或移動終端的信號一致接收。因此，這種半模基片集成波導漏波天線適用于毫米波汽車通信或室內無線通信。此外，半模基片集成波導漏波天線還具有較寬的帶寬，寄生干擾比較小。

附圖說明

圖1是微波毫米波汽車及室內通信天線示意圖，

圖2是微波毫米波汽車及室內通信天線的頂層結構參數標記圖，底層金屬面全是金屬，沒有畫出。

圖3是微波毫米波汽車及室內通信天線的仿真和測試的S參數結果。